變電站電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與分析

李佳俊 黃文展

摘 要：本文針對(duì)某工業(yè)區(qū)附近新建的一座220kV降壓變電站進(jìn)行了相關(guān)設(shè)備選型和繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定計(jì)算，其中對(duì)于變壓器的相間后備保護(hù)采用的不帶低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，但是通過(guò)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)其靈敏度系數(shù)不滿足要求，從而改進(jìn)為低壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，在進(jìn)行了電流和電壓繼電器的靈敏度分析后，發(fā)現(xiàn)能夠滿足靈敏度的要求。

關(guān)鍵詞：相間后備保護(hù);低電壓?jiǎn)?dòng);過(guò)電流保護(hù);靈敏度系數(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.135

0 引言

自從19世紀(jì)以來(lái)，直流電和交流電被研究成功，推動(dòng)了電力系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，也促使了國(guó)家科技水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。

本文對(duì)變電站進(jìn)行了相關(guān)設(shè)備選型和繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定計(jì)算。對(duì)于變壓器的選型考慮了必須承擔(dān)一、二級(jí)負(fù)荷的容量和最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，互感器的選型考慮了一次側(cè)的額定電流、電壓和熱、固穩(wěn)定性。變壓器繼電保護(hù)的主保護(hù)建議采用帶有制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，而相間后備保護(hù)是采用的低壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，在進(jìn)行了電流和電壓繼電器的靈敏度分析后，發(fā)現(xiàn)能夠滿足靈敏度的要求。

1 系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

假設(shè)某降壓變電站的系統(tǒng)參數(shù)如圖1所示，對(duì)該變壓站中的變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與整定計(jì)算，其中一二級(jí)負(fù)荷的占比70%，最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)為0.9。

2 相關(guān)器件的選擇和系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算

2.1 變壓器選擇

首先在滿足用電負(fù)荷的供電要求，再考慮負(fù)荷的發(fā)展，對(duì)變壓器的選擇要留有一定的余量（容量增加15%），所以選擇容量最接近144.9MVA的兩臺(tái)的變壓器，容量為150MVA的（SFS9-150000/200），高/中/低容量為100/100/50的變壓器。

2.2 電流互感器的選擇

首先要保證其一次側(cè)電壓與電流的大小要不低于線路上流過(guò)的電流和母線電壓，同時(shí)還要對(duì)其電動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)滿足以上兩個(gè)條件時(shí)，最后選擇如下規(guī)格的電流互感器。

2.3 系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算

通過(guò)計(jì)算得知，220kV側(cè)電流互感器二次側(cè)的額定電流值最大，于是選取220kV側(cè)為基本側(cè)。同時(shí)，該系統(tǒng)在計(jì)算縱差動(dòng)保護(hù)時(shí)由于靈敏度太低，不能保證其在最小短路電流時(shí)靈敏動(dòng)作，所以考慮采用帶有制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)[2]，因?yàn)樵摾^電器的動(dòng)作電流整定是根據(jù)變壓器外部故障時(shí)所產(chǎn)生的短路電流的大小，然后進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整的。系統(tǒng)中各參數(shù)的計(jì)算值如表2所示。

4 總結(jié)

本文對(duì)于某降壓變電站的系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析，對(duì)于變壓器和互感器的選擇充分考慮了其合理性和適用性。變壓器在選擇時(shí)不僅考慮了自身系統(tǒng)負(fù)荷的情況，而且還對(duì)于未來(lái)工廠負(fù)荷的發(fā)展留有了一定的余量;互感器的選擇既考慮了一次側(cè)電壓電流的大小，又對(duì)其電動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)進(jìn)行了檢驗(yàn)。在變電站和發(fā)電廠中，變壓器這一元器件是十分貴重的，在很多情況下是寧愿將其退出運(yùn)行也不慌讓變壓器在故障情況下運(yùn)行的，所以對(duì)于變壓器的保護(hù)就顯得尤為的重要。在本文中對(duì)于變壓器的保護(hù)考慮了主保護(hù)設(shè)置為帶有制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，而相間后備的保護(hù)則是采用的低壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]董朝陽(yáng)，趙俊華，文福拴，薛禹勝.從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng)：基本概念與研究框架[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014，38（15）：1-11.

[2]能源部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].中國(guó)電力出版社，1991.

[3]張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].中國(guó)電力出版社，2010.